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控制方法及空气压缩装置

文献发布时间:2024-04-18 20:01:23


控制方法及空气压缩装置

技术领域

本申请涉及空气压缩装置技术领域,尤其涉及一种控制方法及空气压缩装置。

背景技术

空气压缩装置通常包括压缩机、用于驱动所述压缩机的发动机和用于为所述压缩机和所述发动机降温的冷却系统,冷却系统通常采用风扇对发动机的冷却液和压缩机的润滑油进行降温。为了维持空气压缩装置稳定运行,常规的控制策略是通过控制风扇的功率将发动机的冷却液温度或压缩机的润滑油温度维持在一个恒定的经验值。但是,由于空气压缩装置的工作环境千变万化且工作过程复杂多变,在很多情况下,上述控制策略不利于精准控制风扇的散热功率,无法兼顾散热性能和能耗水平。

发明内容

有鉴于现有技术中存在的上述问题,本申请提供了一种控制方法及空气压缩装置,本申请提供的技术方案如下所示。

一种控制方法,应用于空气压缩装置,所述空气压缩装置包括压缩机、与所述压缩机传动连接的发动机、与所述发动机连接形成冷却液回路的第一冷却器、与所述压缩机连接形成第一润滑油回路的第二冷却器,以及用于至少对所述第一冷却器和所述第二冷却器散热的风扇;

所述方法包括:

基于表征所述发动机运行状态的第一状态信息,确定基础功率控制量,所述基础功率控制量能够控制所述风扇形成基础散热功率,所述基础散热功率至少使所述第一冷却器满足所述发动机的第一散热条件;

基于表征所述压缩机的运行状态的第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量;

基于所述目标功率控制量,控制所述风扇输出大于或等于所述基础散热功率的目标散热功率,以使所述第一冷却器满足所述发动机的第一散热条件,并使所述第二冷却器满足所述压缩机的第二散热条件。

在一些实施例中,所述基于表征所述压缩机的运行状态的第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量,包括:

确定表征所述压缩机的运行状态的第二状态信息是否触发所述风扇的功率补偿条件;

在确定触发所述补偿条件的情况下,基于所述第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量。

在一些实施例中,所述方法还包括:

在确定未触发所述功率补偿条件的情况下,基于所述基础功率控制量,控制所述风扇输出所述基础散热功率,以至少使所述第一冷却器满足所述发动机的第一散热条件,并使所述第二冷却器满足所述压缩机的第二散热条件。

在一些实施例中,所述基础功率控制量和所述补偿功率控制量均与所述风扇的散热功率负相关。

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括第三冷却器,所述发动机设置有涡轮增压器,所述第三冷却器分别与所述涡轮增压器的出气口和所述发动机的进气口连接,所述第三冷却器用于对增压后的气体降温;所述风扇用于对所述第一冷却器、所述第二冷却器和所述第三冷却器散热;

基于表征所述发动机运行状态的第一状态信息,确定基础功率控制量,包括:

基于所述发动机的冷却液出口温度,确定能够使所述第一冷却器满足所述冷却液散热条件的第一功率控制量;

基于所述涡轮增压器的出气口温度,确定能够使所述第三冷却器满足增压气体散热条件的第二功率控制量;

将所述第一功率控制量和所述第二功率控制量中能够使所述风扇形成相对较大散热功率的一个,确定为所述基础功率控制量。

在一些实施例中,基于所述发动机的冷却液出口温度,确定能够使所述第一冷却器满足所述冷却液散热条件的第一功率控制量,包括:

当所述冷却液出口温度位于第一温度范围内时,基于所述冷却液出口温度和所述第一功率控制量的线性关系,确定所述第一功率控制量;

当所述冷却液出口温度低于所述第一温度范围的下限值时,将能够控制所述风扇形成下限散热功率的功率控制量确定为所述第一功率控制量;

当所述冷却液出口温度高于所述第一温度范围的上限值时,将能够控制所述风扇形成上限散热功率的功率控制量确定为所述第一功率控制量。

在一些实施例中,基于所述涡轮增压器的出气口温度,确定能够使所述第三冷却器满足增压气体散热条件的第二功率控制量,包括:

当所述涡轮增压器的出气口温度位于第二温度范围内时,基于所述出气口温度和所述第二功率控制量的线性关系,确定所述第二功率控制量;

当所述出气口温度低于所述第二温度范围的下限值时,将能够控制所述风扇形成下限散热功率的功率控制量确定为所述第二功率控制量;

当所述出气口温度高于所述第二温度范围的上限值时,将能够控制所述风扇形成上限散热功率的功率控制量确定为所述第二功率控制量。

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括恒温阀,所述恒温阀的进油口与所述压缩机的润滑油出口连接,所述恒温阀的一个出油口与所述第二冷却器连接形成经由所述第二冷却器的第一润滑油回路,所述恒温阀的另一个出油口与所述压缩机的润滑油入口连接,形成旁通所述第二冷却器的第二润滑油回路;

确定所述第二状态信息是否触发所述风扇的功率补偿条件,包括:

基于所述恒温阀的阀位信息确定所述第二润滑油回路的通断状态,并确定所述压缩机的润滑油出口温度是否低于第一目标值;

如果所述第二润滑油回路处于导通状态,则确定未触发所述功率补偿条件;

如果所述第二润滑油回路处于断开状态且所述压缩机的润滑油出口温度低于或等于所述第一目标值,则确定未触发所述功率补偿条件;

如果所述第二润滑油回路处于断开状态且所述压缩机的润滑油出口温度高于所述第一目标值,则确定触发所述功率补偿条件。

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括恒温阀,所述恒温阀的进油口与所述压缩机的润滑油出口连接,所述恒温阀的一个出油口与所述第二冷却器连接形成经由所述第二冷却器的第一润滑油回路,所述恒温阀的另一个出油口与所述压缩机的润滑油入口连接,形成旁通所述第二冷却器的第二润滑油回路;

确定所述第二状态信息是否触发所述风扇的功率补偿条件,包括:

基于所述恒温阀的阀位信息确定所述第二润滑油回路的通断状态,确定所述压缩机的润滑油出口温度是否低于第一目标值,并确定所述第二冷却器的出油口温度是否低于第二目标值;

如果所述第二润滑油回路处于导通状态,则确定未触发所述功率补偿条件;

如果所述第二润滑油回路处于断开状态且所述压缩机的润滑油出口温度低于或等于所述第一目标值,或所述第二润滑油回路处于断开状态且所述第二冷却器的出油口温度低于或等于所述第二目标值,则确定未触发所述功率补偿条件;

如果所述第二润滑油回路处于断开状态、所述压缩机的润滑油出口温度高于所述第一目标值且所述第二冷却器的出油口温度高于所述第二目标值,则确定触发所述功率补偿条件。

在一些实施例中,基于所述第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量,包括:

基于所述压缩机的润滑油出口温度和所述基础功率控制量,确定能够控制所述风扇形成补偿散热功率的补偿功率控制量;

基于所述补偿功率控制量对所述基础功率控制量进行补偿,获取所述目标功率控制量。

在一些实施例中,基于所述压缩机的润滑油出口温度和所述基础功率控制量,确定能够控制所述风扇形成补偿散热功率的补偿功率控制量,包括:

当所述压缩机的润滑油出口温度位于第三温度范围内时,基于所述压缩机的润滑油出口温度和所述补偿功率控制量之间的线性关系,确定所述补偿功率控制量;

当所述压缩机的润滑油出口温度高于第三温度范围的上限值时,将能够控制所述风扇形成余量散热功率的功率控制量,确定为所述补偿功率控制量,所述余量散热功率为所述风扇的上限散热功率和所述基础散热功率之间的差值。

在一些实施例中,所述风扇通过离合器与所述发动机连接;基于所述目标功率控制量,控制所述风扇输出大于或等于所述基础散热功率的目标散热功率,包括:

基于所述目标功率控制量,通过控制所述离合器的运行状态,来控制所述风扇输出所述目标散热功率。

一种空气压缩装置,包括压缩机、发动机、第一冷却器、第二冷却器、风扇和控制器;

所述发动机与所述压缩机传动连接,所述发动机用于驱动所述压缩机运转;

所述第一冷却器分别与所述发动机的冷却液出口和冷却液入口连接,形成冷却液回路;

所述第二冷却器分别与所述压缩机的润滑油出口和润滑油入口连接,形成第一润滑油回路;

所述风扇用于至少对所述第一冷却器和所述第二冷却器散热;

所述控制器配置为:

基于表征所述发动机运行状态的第一状态信息,确定基础功率控制量,所述基础功率控制量能够控制所述风扇形成基础散热功率,所述基础散热功率至少使所述第一冷却器满足所述发动机的第一散热条件;

基于表征所述压缩机的运行状态的第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量;

基于所述目标功率控制量,控制所述风扇输出大于或等于所述基础散热功率的目标散热功率,以至少使所述第一冷却器满足所述发动机的第一散热条件,并使所述第二冷却器满足所述压缩机的第二散热条件。

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括第三冷却器,所述发动机设置有涡轮增压器,所述第三冷却器分别与所述涡轮增压器的出气口和所述发动机的进气口连接,所述第三冷却器用于对增压后的气体降温;所述风扇用于对所述第一冷却器、所述第二冷却器和所述第三冷却器散热;

所述控制器具体配置为:

基于所述发动机的冷却液出口温度,确定能够使所述第一冷却器满足所述冷却液散热条件的第一功率控制量;

基于所述涡轮增压器的出气口温度,确定能够使所述第三冷却器满足增压气体散热条件的第二功率控制量;

将所述第一功率控制量和所述第二功率控制量中能够使所述风扇形成相对较大散热功率的一个,确定为所述基础功率控制量。

本申请实施例的控制方法,基于发动机的运行状态确定基础功率控制量,基于第二状态信息对基于功率控制量进行补偿获取目标功率控制量;基于所述目标功率控制量,控制所述风扇输出目标散热功率,以满足发动机的第一散热条件和压缩机的第二散热条件。如此,能够精准控制风扇的散热功率,能够兼顾空气压缩装置的散热性能和能耗水平。

附图说明

图1为本申请实施例的空气压缩装置的原理图;

图2为本申请实施例的控制方法的流程图;

图3为本申请实施例的控制方法的一种具体实施例的流程图;

图4为本申请实施例的控制方法中步骤S221的一种实施例的流程图;

图5为本申请实施例的控制方法中步骤S221的另一种实施例的流程图。

附图标记说明:

11-压缩机;12-发动机;13-离合器;14-风扇;15-涡轮增压器;16-第一冷却器;17-第二冷却器;18-第三冷却器;19-恒温阀;20-容器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本申请实施例的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作详细说明。

本申请实施例提供了一种控制方法,应用于空气压缩装置。图1为本申请实施例的空气压缩装置的原理图,参见图1所示,所述空气压缩装置包括压缩机11、发动机12、第一冷却器16、第二冷却器17及风扇14。

所述发动机12与所述压缩机11传动连接,用于驱动所述压缩机11运转。可选的,所述发动机12可通过例如变速箱或减速箱等传动机构与所述压缩机11传动连接,也可通过转轴与所述压缩机11直连。在实际应用时,可根据实际需要选择各种结构实现发动机12和压缩机11的传动连接。可选的,所述发动机12包括但不限于汽油发动机12、柴油发动机12或电动机等等。可选的,所述压缩机11可包括各种需要使用润滑油且需要对润滑油进行冷却降温的压缩机11。例如,所述压缩机11可为喷油螺杆压缩机11。

所述第一冷却器16与所述发动机12连接形成冷却液回路。可选的,所述发动机12内部可设有冷却系统,所述冷却系统可具有冷却液出口和冷却液入口,所述第一冷却器16可分别与所述冷却系统的冷却液出口和冷却液入口连接,从而形成冷却液回路。所述冷却系统利用低温冷却液对发动机12进行冷却降温,并将高温冷却液输送至第一冷却器16,所述第一冷却器16对高温冷却液进行冷却降温,并将低温冷却液回流到所述冷却系统。

所述第二冷却器17与所述压缩机11连接形成第一润滑油回路。可选的,所述压缩机11可具有润滑油出口和润滑油入口,所述第二冷却器17可通过润滑油输送管路分别与所述压缩机11的润滑油出口和润滑油入口连接。所述压缩机11将高温的润滑油输送至所述第二冷却器17,所述第二冷却器17对高温的润滑油进行冷却降温后回流到所述压缩机11。可选的,所述空气压缩装置还可包括用于存储润滑油的容器20,所述压缩机11的润滑油出口可通过所述容器20与所述第二冷却器17连接。所述容器20包括但不限于储油箱、储油罐、储油槽、油气桶或油分桶等等。

所述风扇14至少用于对所述第一冷却器16和所述第二冷却器17散热。具体来说,所述风扇14可用于引导气流流过所述第一冷却器16和所述第二冷却器17,对所述第一冷却器16和所述第二冷却器17进行散热,从而实现对冷却液和润滑油进行降温的目的。

本申请实施例的控制方法的执行主体可为所述空气压缩装置的控制器或控制系统。图2为本申请实施例的控制方法的流程图,参见图2所示,本申请实施例的控制方法具体可包括如下步骤。

S210,基于表征所述发动机12运行状态的第一状态信息,确定基础功率控制量。

S220,基于表征所述压缩机11的运行状态的第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量。

S230,基于所述目标功率控制量,控制所述风扇14输出大于或等于所述基础散热功率的目标散热功率,以使所述第一冷却器16满足所述发动机12的第一散热条件,并使所述第二冷却器17满足所述压缩机11的第二散热条件。

可选的,所述第一状态信息可包括冷却液出口的温度。例如,可在所述发动机12的冷却液出口处设置温度传感器,通过温度传感器检测发动机12的冷却液出口的温度。空气压缩装置的控制器可基于温度传感器的检索结果,确定基础功率控制量。

可选的,所述第一状态信息也可包括所述发动机12的功率和转速等与冷却液温度相关的信息。

所述基础功率控制量能够控制所述风扇14形成基础散热功率,所述基础散热功率至少使所述第一冷却器16满足所述发动机12的第一散热条件。在实际应用时,所述基础散热功率可能同时使所述第一冷却器16满足所述发动机12的第一散热条件,且使所述第二冷却器17满足所述压缩机11的第二散热条件。所述基础散热功率也可能存在仅能够使第一冷却器16满足发动机12的第一散热条件,而无法使第二冷却器17满足压缩机11的第二散热条件的情况。

可选的,所述第一散热条件可包括针对冷却液回流温度设定的条件,该条件可用于使冷却液的回流温度能够满足发动机12的散热需求。例如,所述第一散热条件可包括所述冷却液的回流温度符合第一温度条件,以使所述冷却液能够满足所述发动机12的散热需求。

可选的,所述第二散热条件可包括针对润滑油的回流温度设定的条件,该条件可用于使润滑油的回流温度能够满足压缩机11的散热需求。例如,所述第二散热条件可包括所述润滑油的回流温度符合第二温度条件,以使所述润滑油的温度和粘度能够满足所述压缩机11的散热需求。

可选的,所述第二状态信息可包括但不限于所述压缩机11的润滑油出口温度、压力露点、出气温度等各种与所述压缩机11的散热需求相关的信息。可通过例如温度传感器、压力传感器等传感器获取所述压缩机11的第二状态信息。继而,可基于所述第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量。所述目标功率控制量能够控制所述风扇14输出大于所述基础散热功率的目标散热功率。

可选的,在确定所述目标功率控制量的情况下,可基于所述目标功率控制量对所述风扇14的动力源进行控制,从而控制所述风扇14输出大于或等于所述基础散热功率的目标散热功率,使得所述第一冷却器16满足所述发动机12的第一散热条件,并使所述第二冷却器17满足所述压缩机11的第二散热条件。举例来说,可通过电机驱动所述风扇14运转,可基于所述目标功率控制量控制所述电机的功率,从而控制所述风扇14输出目标散热功率。

可选的,功率控制量为与所述风扇14的动力源相适配且能够控制风扇14的散热功率的物理量。功率控制量包括但不限于轴速、传动比、电流、电压、占空比等等。

可选的,所述基础功率控制量和所述补偿功率控制量均与所述风扇14的散热功率负相关。也即,功率控制量与风扇14的散热功率负相关。以功率控制量为占空比为例,当占空比为100%时,所述风扇14输出下限散热功率,当占空比为0%时,所述风扇14输出上限散热功率。如此,当空气压缩装置的控制器出现故障,导致控制器无法向所述风扇14或所述风扇14的动力源发送功率控制信号时,相当于风扇14或风扇14的动力源接收到的目标功率控制量为零,由于功率控制量与风扇14的散热功率负相关,所以此时风扇14能够输出上限散热功率,避免因控制器出现故障导致风扇14停转而引发空气压缩装置出现安全风险,有益于提高空气压缩装置的安全性。当然,根据实际需要也可将功率控制量配置为与所述风扇14的散热功率正相关。

本申请实施例的控制方法,基于发动机12的运行状态确定基础功率控制量,基于第二状态信息对基于功率控制量进行补偿获取目标功率控制量;基于所述目标功率控制量,控制所述风扇14输出目标散热功率,以满足发动机12的第一散热条件和压缩机11的第二散热条件。如此,能够精准控制风扇14的散热功率,能够兼顾空气压缩装置的散热性能和能耗水平。

配合图3所示,在一些实施例中,步骤S220,基于表征所述压缩机11的运行状态的第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量,可包括如下步骤。

S221,确定表征所述压缩机11的运行状态的第二状态信息是否触发所述风扇14的功率补偿条件。

S222,在确定触发所述补偿条件的情况下,基于所述第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量。

可选的,所述功率补偿条件可用于表征为了同时满足所述第一散热条件和所述第二散热条件,所述基础散热功率需要进行补偿。例如,所述功率补偿条件可用于表征所述基础散热功率无法使所述第二冷却器17满足所述压缩机11的第二散热条件,或者可用于表征所述基础散热功率具有使所述第二冷却器17无法满足所述压缩机11的第二散热条件的风险。

所述功率补偿条件与所述第二状态信息相对应。例如,在所述第二状态信息包括所述润滑油出口温度的情况下,所述功率补偿调节可包括温度条件,可判断所述润滑油出口温度是否符合该温度条件。如果是,则确定所述第二状态信息触发所述功率补偿条件。如果否,则可确定所述第二状态信息未触发所述功率补偿条件。通过判断所述第二状态信息是否触发所述风扇14的功率补偿条件,能够避免非必要的功率补偿,有利于降低能耗。

配合图3所示,在一些实施例中,所述方法还包括:

S240,在确定未触发所述功率补偿条件的情况下,基于所述基础功率控制量,控制所述风扇14输出所述基础散热功率,以使所述第一冷却器16满足所述发动机12的第一散热条件,并使所述第二冷却器17满足所述压缩机11的第二散热条件。如此,既能够满足发动机12和压缩机11的散热需求,又能够避免风扇14的散热功率过高,避免压缩机11中的压缩空气因低温导致水分析出,确保润滑油中没有冷凝水的出现,能够兼顾空气压缩装置的散热性能和能耗水平。

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括第三冷却器18,所述发动机12设置有涡轮增压器15,所述第三冷却器18分别与所述涡轮增压器15的出气口和所述发动机12的进气口连接,所述第三冷却器18用于对增压后的气体降温。

步骤S210,基于表征所述发动机12运行状态的第一状态信息,确定基础功率控制量,可包括如下步骤。

S211,基于所述发动机12的冷却液出口温度,确定能够使所述第一冷却器16满足所述冷却液散热条件的第一功率控制量。

S212,基于所述涡轮增压器15的出气口温度,确定能够使所述第三冷却器18满足增压气体散热条件的第二功率控制量。

S213,将所述第一功率控制量和所述第二功率控制量中能够使所述风扇14形成相对较大散热功率的一个,确定为所述基础功率控制量。

所述风扇14用于同时引导气流通过所述第一冷却器16、所述第二冷却器17和所述第三冷却器18,以能够同时对所述第一冷却器16、所述第二冷却器17和所述第三冷却器18进行散热。但由于第一冷却器16和第三冷却器18之间互相独立运行,因此需要兼顾第一冷却器16和第三冷却器18的散热需求。

本申请基于发动机12的冷却液出口温度,确定第一功率控制量。风扇14在该第一功率控制量的控制下所形成的散热功率能够使第一冷却器16满足冷却液散热条件。本申请还基于涡轮增压器15的出气口温度,确定第二功率控制量,风扇14在该第二功率控制量的控制下所形成的散热功率能够使第三冷却器18满足增压气体散热条件。在此基础上,本申请比较第一功率控制量和第二功率控制量中哪一个能够使风扇14形成较大的散热功率,并将能够控制风扇14形成加大散热功率的一个作为基础功率控制量。如此,基础功率控制量能够同时满足第一冷却器16和第二冷却器17的散热需求。

例如,假定第一功率控制量能够控制风扇14形成第一散热功率,第二功率控制量能够控制风扇14形成第二散热功率,可比较第一散热功率和第二散热功率。如果第一散热功率较大,则可将第一功率控制量作为基础功率控制量,如果第二散热功率较大,则可将第二功率控制量作为基础功率控制量。

当然,在知晓功率控制量和散热功率之间关联关系的情况下,也可直接比较所述第一功率控制量和第二功率控制量。例如,所述功率控制量可包括占空比,占空比的数值与风扇14的散热功率之间可呈负相关,所述第一功率控制量可记作PWM

可选的,所述冷却液散热条件可为针对所述第一冷却器16的出液温度所设定的温度条件,也可为针对发动机12的冷却液入口温度所设定的温度条件。例如,所述冷却液散热条件可包括所述第一冷却器16的冷却液出口温度范围,或者可包括发动机12的冷却液入口温度范围。

可选的,所述增压气体散热条件可为针对第三冷却器18的出气口温度所设定的温度条件,也可为针对发动机12的进气口温度所设定的温度条件。例如,所述增压气体散热条件可包括第三冷却器18的出气口温度范围或发动机12的进气口温度范围。

需要说明的是,虽然在上述示例中以空气压缩装置包括第三冷却器18为例,对基础功率控制量的确定方法进行说明。但是,在具体实施时,所述空气压缩装置可能并不需要设置涡轮增压器15,相应的也不需要设置第三冷却器18。此时,可将基于发动机12的冷却液出口温度确定的第一功率控制量,作为基础功率控制量。

在一些实施例中,步骤S211,基于所述发动机12的冷却液出口温度,确定能够使所述第一冷却器16满足所述冷却液散热条件的第一功率控制量,可包括如下步骤。

当所述冷却液出口温度位于第一温度范围内时,基于所述冷却液出口温度和所述第一功率控制量的线性关系,确定所述第一功率控制量。

当所述冷却液出口温度低于所述第一温度范围的下限值时,将能够控制所述风扇14形成下限散热功率的功率控制量确定为所述第一功率控制量。

当所述冷却液出口温度高于所述第一温度范围的上限值时,将能够控制所述风扇14形成上限散热功率的功率控制量确定为所述第一功率控制量。

可选的,可将发动机12的冷却液出口温度记作

可预先基于实验数据或经验数据,确定冷却液出口温度和所述风扇14需要输出的散热功率之间的关联关系,进而确定冷却液出口温度和第一功率控制量之间的关联关系。当

在一些实施例中,步骤S212,基于所述涡轮增压器15的出气口温度,确定能够使所述第三冷却器18满足增压气体散热条件的第二功率控制量,可包括如下步骤。

当所述涡轮增压器15的出气口温度位于第二温度范围内时,基于所述出气口温度和所述第二功率控制量的线性关系,确定所述第二功率控制量。

当所述出气口温度低于所述第二温度范围的下限值时,将能够控制所述风扇14形成下限散热功率的功率控制量确定为所述第二功率控制量。

当所述出气口温度高于所述第二温度范围的上限值时,将能够控制所述风扇14形成上限散热功率的功率控制量确定为所述第二功率控制量。

可选的,可将涡轮增压器15的出气口温度记作

可预先基于实验数据或经验数据,确定涡轮增压器15的出气口温度和风扇14需要输出的散热功率之间的关联关系,进而确定涡轮增压器15的出气口温度和第二功率控制量之间的关联关系。当

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括恒温阀19,所述恒温阀19的进油口与所述压缩机11的润滑油出口连接,所述恒温阀19的一个出油口与所述第二冷却器17连接形成经由所述第二冷却器17的第一润滑油回路,所述恒温阀19的另一个出油口与所述压缩机11的润滑油入口连接,形成旁通所述第二冷却器17的第二润滑油回路。

配合图4所示,步骤S221,确定表征所述压缩机11的运行状态的第二状态信息是否触发所述风扇14的功率补偿条件,可包括如下步骤。

基于所述恒温阀19的阀位信息确定所述第二润滑油回路的通断状态,并确定所述压缩机11的润滑油出口温度是否低于第一目标值。

如果所述第二润滑油回路处于导通状态,则确定未触发所述功率补偿条件。

如果所述第二润滑油回路处于断开状态且所述压缩机11的润滑油出口温度低于或等于所述第一目标值,则确定未触发所述功率补偿条件。

如果所述第二润滑油回路处于断开状态且所述压缩机11的润滑油出口温度高于所述第一目标值,则确定触发所述功率补偿条件。

可选的,所述恒温阀19用于基于润滑油温度调节第一润滑油回路和第二润滑油回路的开度,进而调节所述第一润滑油回路和所述第二润滑油回路的流量。

如果所述第二润滑油回路处于导通状态,则表明至少部分润滑油未经第二冷却器17,而是经由第二润滑油回路直接回流到所述压缩机11,通过调节流经第二冷却器17的润滑油流量能够进一步提升第二冷却器17的散热能力。此时,可确定未触发功率补偿条件,可控制风扇14输出所述基础散热功率,避免压缩空气中水分析出,也有益于降低能耗。

如果所述第二润滑油回路处于断开状态,则表明压缩机11输出的润滑油已经全部经由第二冷却器17进行散热之后回流到所述压缩机11。此时,可判断所述压缩机11的润滑油出口温度是否低于第一目标值。所述第一目标值可用于表征所述压缩机11的发热量较低,所述风扇14基于基础散热功率对所述第一冷却器16和所述第二冷却器17进行散热,就能够满足所述压缩机11的散热需求。

如果所述压缩机11的润滑油出口温度低于第一目标值,则表明风扇14输出基础散热功率能够使第二冷却器17满足压缩机11的散热需求。如果所述压缩机11的润滑油出口温度高于第一目标值,则表明压缩机11的发热量较大,风扇14基于基础散热功率对第二冷却器17进行散热,存在无法满足压缩机11的散热需求的风险,需要对风扇14的散热功率进行补偿,可确定触发所述功率补偿条件。如此,能够最大限度的发挥恒温阀19的调节能力和第二冷却器17的冷却能力,在满足发动机12和压缩机11的散热需求的基础上,能够降低系统能耗,进而降低使用成本。

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括恒温阀19,所述恒温阀19的进油口与所述压缩机11的润滑油出口连接,所述恒温阀19的一个出油口与所述第二冷却器17连接形成经由所述第二冷却器17的第一润滑油回路,所述恒温阀19的另一个出油口与所述压缩机11的润滑油入口连接,形成旁通所述第二冷却器17的第二润滑油回路。

配合图5所示,步骤S221,确定表征所述压缩机11的运行状态的第二状态信息是否触发所述风扇14的功率补偿条件,可包括如下步骤。

基于所述恒温阀19的阀位信息确定所述第二润滑油回路的通断状态,确定所述压缩机11的润滑油出口温度是否低于第一目标值,并确定所述第二冷却器17的出油口温度是否低于第二目标值。

如果所述第二润滑油回路处于导通状态,则确定未触发所述功率补偿条件。

如果所述第二润滑油回路处于断开状态且所述第二冷却器17的出油口温度低于或等于所述第二目标值,或者所述第二润滑油回路处于断开状态第二目标值且所述压缩机11的润滑油出口温度低于所述第一目标值,则确定未触发所述功率补偿条件。

如果所述第二润滑油回路处于断开状态,所述第二冷却器17的出油口温度高于所述第二目标值,且所述压缩机11的润滑油出口温度高于所述第一目标值,则确定触发所述功率补偿条件。

可选的,低于所述第二目标值的润滑油可具有流动性下降的风险,并且因为润滑油流动性下降导致润滑油对压缩机11的散热能力下降的风险。也即,当润滑油温度过低,导致润滑油流动性下降,进而影响润滑油对压缩机11的散热能力下降,此时会出现压缩机11的润滑油出口温度较高的情况。但是压缩机11的润滑油出口温度升高并不是由于第二冷却器17的散热能力不足所导致,反之很可能是由于环境温度较低导致第二冷却器17的散热能力过剩,进而导致润滑油的回流温度过低所致。或者也可能是由于压缩机11处于启动阶段,压缩机11内部的润滑油温度较低、流动性较低且流量也较低,进而导致较低流量的润滑油流经第二冷却器17之后的回流温度较低。在此基础上,如果继续提高风扇14的散热功率,则会恶化上述情况,所以在所述第二冷却器17的出液温度低于第二目标值时,可确定未触发功率补偿条件,避免影响压缩机11内润滑油流动性。

在一些实施例中,步骤S222,基于所述第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量,可包括如下步骤。

基于所述压缩机11的润滑油出口温度和所述基础功率控制量,确定能够控制所述风扇14形成补偿散热功率的补偿功率控制量。

基于所述补偿功率控制量对所述基础功率控制量进行补偿,获取所述目标功率控制量。

可选的,可基于所述基础功率控制量和所述风扇14的上限散热功率之间的差值,确定余量散热功率。所述余量散热功率为所述风扇14所能够形成的最大的补偿散热功率,可基于所述压缩机11的润滑油出口温度和所述余量散热功率之间的比例关系,确定一定比例的余量散热功率作为补偿散热功率。

可以理解的是,可预先基于实验数据或经验数据,确定压缩机11的润滑油出口温度、基础功率控制量和所述补偿功率控制量之间的比例关系。在确定基础功率控制量的情况下,可直接基于所述润滑油出口温度和该比例关系,确定所述补偿功率控制量。

在确定所述补偿功率控制量的基础上,可基于所述补偿功率控制量对基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量。所述目标功率控制量能够控制风扇14形成目标散热功率,所述目标散热功率为所述补偿功率控制量和所述基础功率控制量之和。以功率控制量为占空比为例,所述基础功率控制量可记作PWM

在一些实施例中,基于所述压缩机11的润滑油出口温度和所述基础功率控制量,确定能够控制所述风扇14形成补偿散热功率的补偿功率控制量,可包括如下步骤。

当所述压缩机11的润滑油出口温度位于第三温度范围内时,基于所述压缩机11的润滑油出口温度和所述补偿功率控制量之间的线性关系,确定所述补偿功率控制量。

当所述压缩机11的润滑油出口温度高于第三温度范围的上限值时,将能够控制所述风扇14形成余量散热功率的功率控制量,确定为所述补偿功率控制量,所述余量散热功率为所述风扇14的上限散热功率和所述基础散热功率之间的差值。

可选的,基于风扇14的上限散热功率和基础散热功率之间的差值,确定余量散热功率。可基于压缩机11的润滑油出口温度,与所述第三温度范围的上限值和下限值之间的关系,确定目标比例,并将目标比例的余量散热功率确定为补偿散热功率。

在实际应用时,也可预先确定压缩机11的润滑油出口温度、第三温度范围的上限值和下限值、基础功率控制量和补偿功率控制量之间的关联关系。在确定压缩机11的润滑油出口温度和基础功率控制量的情况下,可基于该关联关系确定所述补偿功率控制量。

示例性的,功率控制量可为占空比。所述补偿功率控制量和所述基础功率控制量之间的关联关系可通过如下公式表示。

其中,PWM

在一些实施例中,所述风扇14通过离合器13与所述发动机12连接。步骤S230,基于所述目标功率控制量,控制所述风扇14输出大于或等于所述基础散热功率的目标散热功率,可包括:基于所述目标功率控制量,通过控制所述离合器13的运行状态,来控制所述风扇14输出所述目标散热功率。

可选的,可基于所述目标功率控制量,控制所述离合器13的滑差率,来控制所述风扇14的散热功率。例如,所述目标功率控制量可为占空比,占空比与所述离合器13的滑差率正相关。如此,占空比越高,离合器13的滑差率越高,风扇14的散热功率越小,占空比越低,离合器13的滑差率越低,风扇14的散热功率越大。

可选的,在确定未触发所述功率补偿条件的情况下,也可基于基础功率控制量,通过控制所述离合器13的运行状态,来控制所述风扇14输出基础散热功率。将发动机12作为风扇14的动力源不仅有利于简化结构,且有利于降低该空气压缩装置的能耗。

可选的,所述离合器13可为硅油离合器。

本申请实施例还提供了一种空气压缩装置,参见图1所示,本申请实施例的空气压缩装置可包括压缩机11、发动机12、第一冷却器16、第二冷却器17、风扇14和控制器(图中未示出)。

所述发动机12与所述压缩机11传动连接,所述发动机12用于驱动所述压缩机11运转。

所述第一冷却器16分别与所述发动机12的冷却液出口和冷却液入口连接,形成冷却液回路。

所述第二冷却器17分别与所述压缩机11的润滑油出口和润滑油入口连接,形成第一润滑油回路。

所述风扇14至少用于对所述第一冷却器16和所述第二冷却器17散热。

所述控制器配置为:

基于表征所述发动机12运行状态的第一状态信息,确定基础功率控制量,所述基础功率控制量能够控制所述风扇14形成基础散热功率,所述基础散热功率至少使所述第一冷却器16满足所述发动机12的第一散热条件;

基于表征所述压缩机11的运行状态的第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量;

基于所述目标功率控制量,控制所述风扇14输出大于或等于所述基础散热功率的目标散热功率,以使所述第一冷却器16满足所述发动机12的第一散热条件,并使所述第二冷却器17满足所述压缩机11的第二散热条件。

在一些实施例中,所述控制器具体配置为:

确定所述第二状态信息是否触发所述风扇14的功率补偿条件;

在确定触发所述补偿条件的情况下,基于所述第二状态信息对所述基础功率控制量进行补偿,获取目标功率控制量。

在一些实施例中,所述控制器还配置为:

在确定未触发所述功率补偿条件的情况下,基于所述基础功率控制量,控制所述风扇14输出所述基础散热功率,以至少使所述第一冷却器16满足所述发动机12的第一散热条件,并使所述第二冷却器17满足所述压缩机11的第二散热条件。

在一些实施例中,所述基础功率控制量和所述补偿功率控制量均与所述风扇14的散热功率负相关。

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括第三冷却器18,所述发动机12设置有涡轮增压器15,所述第三冷却器18分别与所述涡轮增压器15的出气口和所述发动机12的进气口连接,所述第三冷却器18用于对增压后的气体降温;所述风扇14用于对所述第一冷却器16、所述第二冷却器17和所述第三冷却器18散热;所述控制器具体配置为:

基于所述发动机12的冷却液出口温度,确定能够使所述第一冷却器16满足所述冷却液散热条件的第一功率控制量;

基于所述涡轮增压器15的出气口温度,确定能够使所述第三冷却器18满足增压气体散热条件的第二功率控制量;

将所述第一功率控制量和所述第二功率控制量中能够使所述风扇14形成相对较大散热功率的一个,确定为所述基础功率控制量。

在一些实施例中,所述控制器具体配置为:

当所述冷却液出口温度位于第一温度范围内时,基于所述冷却液出口温度和所述第一功率控制量的线性关系,确定所述第一功率控制量;

当所述冷却液出口温度低于所述第一温度范围的下限值时,将能够控制所述风扇14形成下限散热功率的功率控制量确定为所述第一功率控制量;

当所述冷却液出口温度高于所述第一温度范围的上限值时,将能够控制所述风扇14形成上限散热功率的功率控制量确定为所述第一功率控制量。

在一些实施例中,所述控制器具体配置为:

当所述涡轮增压器15的出气口温度位于第二温度范围内时,基于所述出气口温度和所述第二功率控制量的线性关系,确定所述第二功率控制量;

当所述出气口温度低于所述第二温度范围的下限值时,将能够控制所述风扇14形成下限散热功率的功率控制量确定为所述第二功率控制量;

当所述出气口温度高于所述第二温度范围的上限值时,将能够控制所述风扇14形成上限散热功率的功率控制量确定为所述第二功率控制量。

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括恒温阀19,所述恒温阀19的进油口与所述压缩机11的润滑油出口连接,所述恒温阀19的一个出油口与所述第二冷却器17连接形成经由所述第二冷却器17的第一润滑油回路,所述恒温阀19的另一个出油口与所述压缩机11的润滑油入口连接,形成旁通所述第二冷却器17的第二润滑油回路;

所述控制器具体配置为:

基于所述恒温阀19的阀位信息确定所述第二润滑油回路的通断状态,并确定所述压缩机11的润滑油出口温度是否低于第一目标值;

如果所述第二润滑油回路处于导通状态,则确定未触发所述功率补偿条件;

如果所述第二润滑油回路处于断开状态且所述压缩机11的润滑油出口温度低于或等于所述第一目标值,则确定未触发所述功率补偿条件;

如果所述第二润滑油回路处于断开状态且所述压缩机11的润滑油出口温度高于所述第一目标值,则确定触发所述功率补偿条件。

在一些实施例中,所述空气压缩装置还包括恒温阀19,所述恒温阀19的进油口与所述压缩机11的润滑油出口连接,所述恒温阀19的一个出油口与所述第二冷却器17连接形成经由所述第二冷却器17的第一润滑油回路,所述恒温阀19的另一个出油口与所述压缩机11的润滑油入口连接,形成旁通所述第二冷却器17的第二润滑油回路;

所述控制器具体配置为:

基于所述恒温阀19的阀位信息确定所述第二润滑油回路的通断状态,确定所述压缩机11的润滑油出口温度是否低于第一目标值,并确定所述第二冷却器17的出油口温度是否低于第二目标值;

如果所述第二润滑油回路处于导通状态,则确定未触发所述功率补偿条件;

如果所述第二润滑油回路处于断开状态且所述压缩机11的润滑油出口温度低于或等于所述第一目标值,或所述第二润滑油回路处于断开状态且所述第二冷却器17的出油口温度低于或等于所述第二目标值,则确定未触发所述功率补偿条件;

如果所述第二润滑油回路处于断开状态、所述压缩机11的润滑油出口温度高于所述第一目标值且所述第二冷却器17的出油口温度高于所述第二目标值,则确定触发所述功率补偿条件。

在一些实施例中,所述控制器具体配置为:

基于所述压缩机11的润滑油出口温度和所述基础功率控制量,确定能够控制所述风扇14形成补偿散热功率的补偿功率控制量;

基于所述补偿功率控制量对所述基础功率控制量进行补偿,获取所述目标功率控制量。

在一些实施例中,所述控制器具体配置为:

当所述压缩机11的润滑油出口温度位于第三温度范围内时,基于所述压缩机11的润滑油出口温度和所述补偿功率控制量之间的线性关系,确定所述补偿功率控制量;

当所述压缩机11的润滑油出口温度高于第三温度范围的上限值时,将能够控制所述风扇14形成余量散热功率的功率控制量,确定为所述补偿功率控制量,所述余量散热功率为所述风扇14的上限散热功率和所述基础散热功率之间的差值。

在一些实施例中,所述风扇14通过离合器13与所述发动机12连接;所述控制器具体配置为:

基于所述目标功率控制量,通过控制所述离合器13的运行状态,来控制所述风扇14输出所述目标散热功率。

控制器可构造为包括处理器和存储有计算机程序的存储介质。具体地,控制器至少包括处理组件、RAM、ROM、通信接口、存储器和I/O接口。处理组件、RAM、ROM、通信接口、存储器和I/O接口通过总线进行通信。处理组件可以为CPU、GPU或其它具有运算能力的芯片。存储器中装有操作系统和应用程序等供处理器组件执行的各种计算机程序及执行该计算机程序所需的数据。另外,在空气压缩装置运行过程中,如有需要本地存储的数据,均可以存储到存储器中。I/O接口由比如USB、IEEE或RS-C等串行接口、SCSI、IDE或IEEE等并行接口以及由D/A转换器和A/D转换器等组成的模拟信号接口构成。I/O接口上连接有由键盘、鼠标、触摸屏或其它控制按钮构成的输入设备,用户可以用输入设备直接向控制器输入数据。另外,I/O接口上还可以连接由具有显示功能的显示装置,例如:液晶屏、触摸屏、LED显示屏等。控制器可以将处理的数据以图像显示数据输出到显示装置上进行显示,例如:温度、压力、流量等等。通信接口是可以是目前已知的任意通信协议的接口。通信接口通过网络与外界进行通信。控制器可以通过通信接口以一定的通信协议与网络连接,并与该网络连接的任意装置之间传输数据。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例,不用于限制本申请,本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内,对本申请做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

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